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2024-04-19
更新时间:2024-04-19 23:57:00作者:橙橘网
文|华夏能源网
第十二届储能国际峰会暨展览会(ESIE 2024)已经在北京首钢会展中心落幕,但展会余温未尽,参展商扎堆展示的光、储、充新品以及带来的全新技术升级,依旧是业界热议的话题。
作为储能行业的核心产品,电芯不仅关系着行业降本的幅度,其安全性更关系着行业的生死存亡。在本次展会上,电芯厂商们也纷纷大秀肌肉,电芯新品同台PK。
华夏能源网&华夏储能通过展台调研,结合与行业人士的深入探讨,总结了产品背后的创新趋势和市场格局变化。
314Ah容量电芯将成为市场主流
在储能电芯容量大型化的趋势下,本次展会上,各电芯厂商展出的新品也顺应了潮流,容量基本在300Ah以上。不仅容量不一,尺寸也多种多样。
事实上,在储能行业发展早期,电芯容量同样呈现这般多样化的局面。不过,彼时的电芯容量较小,主要集中在100Ah—150Ah之间。
大约从2019年开始,71173尺寸规格(0.5*37.15*25.65)280Ah储能电芯逐渐得到市场认可,该尺寸极度适配20尺储能集装箱柜。行业公认,280Ah容量电芯具有技术成熟度高、生产成本低、产业链完善等优点,同时伴随着20尺储能集装箱柜渗透率的提升,逐渐成为市场主流,并成为标品。
后来,出于降本的需求,电池厂商加大了从技术端提升电芯能量密度的力度,大容量电芯迭代速度加快,逐渐从280Ah向300Ah+迈进。
对于提升电芯容量的路线,目前主要有两种,一种是基于71173尺寸规格,通过不断提高材料压实密度、减薄集流体和隔膜等方式进行电芯容量上探;另一种是遵循尺寸自由原则,不拘泥于71173尺寸,而是根据自身所掌握的技术,从系统层级分解到更优的电芯尺寸,提高电芯容量。
华夏能源网注意到,在参展的电芯厂商中,电芯产品容量多种多样,305Ah、315Ah、320Ah、 375Ah、560Ah、628Ah等等,每家各不相同,但基本上均有一款基于71173尺寸规格的314Ah容量电芯。
据介绍,该容量的电芯以280Ah容量电芯为基础,在保持71173尺寸的基础上,将容量做到了极致,同时能够适配主流的20尺储能集装箱柜,将单柜容量做到5MWh的最佳状态。
有业内人士表示,搭载314Ah容量电芯的20尺储能柜性价比极高,可以大幅降低客户的初始投资成本,已成为当前市场主流。
某电芯厂商技术人员告诉华夏能源网,在未来很长一段时间内,314Ah容量电芯将代替280Ah成为主流,这是市场的选择。一方面,虽然电芯容量大型化是趋势,但如果过于超前,安全难以得到保障,性能也难以得到验证,因此很难得到业主或电站运营商的认可;另一方面,过于超前的电芯很难在产业链、设备上得到支持,很难在短期内形成大规模量产。
据业内人士介绍,在300Ah+电芯中,目前只有314Ah普遍实现了量产,其他多数大容量电芯距离投产至少还有半年时间,甚至还仅处于试验阶段。
三元锂基本退出国内储能舞台
在锂电池技术路线上,最主流的有两条,一条是磷酸铁锂,一条是三元锂。两种技术路线的优劣是,磷酸铁锂电芯能量密度低,但成本低、安全性高,三元锂电芯则拥有较高的能量密度,但成本较高,安全性较低。
两条技术路线之争最早出现在动力电池领域。最初,国外汽车厂商主要采用三元锂电芯,国内汽车厂商主要使用磷酸铁锂电芯;后来,随着特斯拉在国内市场的打开,三元锂电芯在国内快速渗透;而随着国内电动汽车出口的增加,海外市场采用磷酸铁锂的汽车厂商也越来越多。
总体而言,在动力电池市场,磷酸铁锂和三元锂两条技术路线处于长期共存、并驾齐驱、此消彼长的发展态势。
在国内,储能行业最初也是磷酸铁锂和三元锂两条技术路线并存。但在2022年7月,国家能源局发布的《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)征求意见稿》明确提出,"中大型化学储能电站不得选用三元锂电池和钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池。"该政策提出后,三元锂电池在国内储能行业的市场越来越小。
同时,由于材料技术上的创新,磷酸铁锂电池的能量密度正逐渐接近三元锂电池,由此进一步加剧了后者在国内市场的萎缩。
最直观的表现是,自去年以来,各大储能展会上,三元锂储能电芯新品越来越少,而在今年的ESIE 2024上,几乎绝迹。
钠离子电池进展超预期
当前,在国内电化学储能行业,随着三元锂电芯的退出,磷酸铁锂电芯一家独大,但是其也并非没有挑战者,尤其是钠离子电池的超预期发展,已经对其构成了威胁。
钠离子电池最早也计划应用在电动汽车行业。彼时,碳酸锂价格居高不下且供不应求,由此导致锂电池价格高企,让众多电动汽车厂商苦不堪言。由于钠元素比锂元素储量丰富、提取方便且化学性能相似,因此钠离子电池便日益受到追捧,大有平替锂电池之势。目前,钠离子电池已经实现装车,且多家车企均已经宣布搭载钠离子电池的车型已经下线。
在储能领域,钠离子电池的优势比锂电体现在其性能更加稳定,不易发生热失控,同时温度适应性较宽,其能在零下20℃下容量保持率大于88%,更适合应用在高寒地区。
不过,钠离子电池能量密度较低,这在当前储能电芯容量大型化趋势下,明显处于劣势。
在应用端,早在2019年3月,采用钠离子电池的储能电站便在江苏溧阳正式示范运行。随后,钠离子电池储能电站投建越来越密集。有消息称。今年4月底,全国首套大容量钠离子电池储能系统示范项目一期建设的10MWh钠离子电池储能电站将正式投产,改项目整体建成后总规模将达百MWh以上。
市场上布局钠离子电池的厂商明显增多,例如中科海纳、中天科技、盛虹动能、双登集团、鹏辉储能等等,均在本届储能峰会上展出了钠离子电池产品,容量在3.5Ah—250Ah之间。整体来看,相较去年同期展会,钠离子电池的容量有了很大提升。例如,盛虹动力的一款钠离子电池容量达到了200Ah,中科海纳的一款则达到了240Ah。